【文章內(nèi)容簡介】 控制5個坐標軸聯(lián)動。這時刀具可以被定位在空間的任何位置。螺旋槳是五軸聯(lián)動加工的典型零件之一。在半徑為R的圓柱面上與葉面的交線MN為螺旋線的一部分，螺旋角為φ，葉片的徑向葉形線（軸向剖面）的傾角α為后傾角。螺旋線聯(lián)動MN用極坐標加工方法并以折線段逼近。逼近線段ab是由C坐標旋轉(zhuǎn)Δθ與Z坐標位移ΔZ的合成。當MN加工完后，刀具徑向位移ΔX（改變R），再加工相鄰的另一條葉形線，依次加工，即可形成整個葉面。由于葉面的曲率半徑較大，所以常用端面銑刀加工，可以提高生產(chǎn)率并簡化程序。因此，為保證銑刀端面始終與曲面貼合，銑刀還應(yīng)當相對于坐標A和坐標B做擺角運動，在擺角運動的同時，還應(yīng)做直角坐標的附加直線運動，以保證銑刀端面中心始終處于編程值位置上，所以需要Z、C、X、A和B五坐標聯(lián)動加工。這種加工的編程計算很復雜，程序量較大。圖 Φα （a）ZCA BabXY（c）ΔZ（b）Z 數(shù)控機床的坐標系數(shù)控機床的坐標系統(tǒng)，包括坐標系、坐標原點和運動方向，它對于數(shù)控加工及編程，是一個十分重要的概念。每一個數(shù)控編程員和操作者，都必須對數(shù)控機床的坐標系統(tǒng)有一個很清晰的認識。為了使數(shù)控系統(tǒng)規(guī)范化及簡化數(shù)控編程，ISO（International Standards Organization）對數(shù)控機床的坐標系統(tǒng)做了若干規(guī)定。關(guān)于數(shù)控機床坐標和運動方向命名的詳細內(nèi)容，可參閱JB/T 3051—1999的規(guī)定。 機床坐標系是機床上固有的坐標系，是機床加工運動的基本坐標系。它也是考察刀具在機床上的實際運動位置的基準坐標系。對于具體機床來說，有的是刀具移動工作臺不動，有的則是刀具不動而工作臺移動。然而不管是刀具移動還是工件移動，機床坐標系永遠假定刀具相對于靜止的工件而運動。同時，運動的正方向是增大工件和刀具之間距離的方向。為了編程方便，一律規(guī)定為工件固定、刀具運動。標準的坐標系是一個右手直角坐標系。拇指指向為X軸，食指指向為Y軸，中指指向為Z軸。一般情況下，主軸的方向為Z坐標，而工作臺的兩個運動方向分別為X和Y坐標。若有旋轉(zhuǎn)軸時，規(guī)定繞X、Y、Z軸的旋轉(zhuǎn)軸分別為A、B、C軸，其方向為右旋螺紋方向。旋轉(zhuǎn)軸的原點一般定在水平面上。刀具沿與地面垂直的方向上下運動，工作臺帶動工件在與地面平行的平面內(nèi)運動。機床坐標系的Z軸是刀具的運動方向，并且刀具向上運動為正方向，即遠離工件的方向。當面對機床進行操作時，刀具相對于工件的左右運動方向為X軸，并且刀具相對于工件向右運動（即工作臺帶動工件向左運動）時為X軸的正方向。Y軸的方向可用右手法則確定。若以X＇、Y＇、Z＇表示工作臺相對于刀具的運動坐標軸，而以X、Y、Z表示刀具相對于工件的運動坐標軸，則顯然有X＇=X、Y＇=Y、Z＇=Z。圖 +X+Y+Z+A+B+C+X+Y+Z圖 圖 XZYZ＇X＇Y＇ ’ 數(shù)控加工工藝概述 數(shù)控加工工藝的特點數(shù)控加工工藝與普通加工工藝基本相同，在設(shè)計零件的數(shù)控加工工藝時，首先要遵循普通加工工藝的基本原則與方法，同時還需要考慮數(shù)控加工本身的特點和零件編程的要求。由于數(shù)控機床本身自動化程度較高，控制方式不同，設(shè)備費用也高，使數(shù)控加工工藝相應(yīng)形成了以下幾個特點。1．工藝內(nèi)容具體、詳細數(shù)控加工工藝與普通加工工藝相比，在工藝文件的內(nèi)容和格式上都有較大區(qū)別，如加工順序、刀具的配置及使用順序、刀具軌跡和切削參數(shù)等方面，都要比普通機床加工工藝中的工序內(nèi)容更詳細。在用普通機床加工時，許多具體的工藝問題，如工藝中各工步的劃分與順序安排、刀具的幾何形狀、走刀路線及切削用量等，在很大程度上都是由操作工人根據(jù)自己的實踐經(jīng)驗和習慣自行考慮而決定的，一般無需工藝人員在設(shè)計工藝規(guī)程時進行過多的規(guī)定。而在數(shù)控加工時，上述這些具體工藝問題，必須由編程人員在編程時給予預先確定。也就是說，在普通機床加工時，本來由操作工人在加工中靈活掌握并可通過適時調(diào)整來處理的許多具體工藝問題和細節(jié)，在數(shù)控加工時就轉(zhuǎn)變?yōu)榫幊倘藛T必須事先設(shè)計和安排的內(nèi)容。2．工藝要求準確、嚴密數(shù)控機床雖然自動化程度較高，但自適性差。它不能像普通機床在加工時根據(jù)加工過程中出現(xiàn)的問題，可以自由地進行人為調(diào)整。例如，在數(shù)控機床上進行深孔加工時，它就不知道孔中是否已擠滿了切屑，何時需要退一下刀，待清除切屑后再進行加工，而是一直到加工結(jié)束為止。所以，在數(shù)控加工的工藝設(shè)計中，必須注意加工過程中的每一個細節(jié)。尤其是對圖形進行數(shù)學處理、計算和編程時，一定要力求準確無誤，以使數(shù)控加工順利進行。在實際工作中，由于—個小數(shù)點或一個逗號的差錯就可能釀成重大機床事故和工件質(zhì)量事故。3．應(yīng)注意加工的適應(yīng)性由于數(shù)控加工自動化程度高，可多坐標聯(lián)動、質(zhì)量穩(wěn)定、工序集中，但其價格昂貴、操作技術(shù)要求高等特點也比較突出，因此在選擇加工方法和對象時更要特別慎重，甚至有時還要在基本不改變工件原有性能的前提下，對其形狀、尺寸和結(jié)構(gòu)等做適應(yīng)數(shù)控加工的修改，這樣才能既充分發(fā)揮出數(shù)控加工的優(yōu)點，又達到較好的經(jīng)濟效益。 4．可自動控制加工復雜表面在進行簡單表面的加工時，數(shù)控加工與普通加工沒有太大的差別。但是對于一些復雜曲面或有特殊要求的表面，數(shù)控加工就表現(xiàn)出與普通加工根本不同的加工方法。例如，對于一些曲線或曲面的加工，普通加工是通過畫線、靠模、鉗工和成形加工等方法進行加工，這些方法不僅生產(chǎn)效率低，而且還很難保證加工精度；而數(shù)控加工則采用多軸聯(lián)動進行自動控制加工，這種方法的加工質(zhì)量是普通加工方法所無法比擬的。5．工序集中由于現(xiàn)代數(shù)控機床具有精度高、切削參數(shù)范圍廣、刀具數(shù)量多、多坐標及多工位等特點，因此在工件的一次裝夾中可以完成多道工序的加工，甚至可以在工作臺上裝夾幾個相同的工件進行加工，這樣就大大縮短了加工工藝路線和生產(chǎn)周期，減少了加工設(shè)備和工件的運動量。6．采用先進的工藝裝備數(shù)控加工中廣泛采用先進的數(shù)控刀具和組合夾具等工藝裝備，以滿足數(shù)控加工中高質(zhì)量、高效率和高柔性的要求。 數(shù)控加工工藝的主要內(nèi)容工藝安排是進行數(shù)控加工的前期準備工作，它必須在編制程序之前完成，因為只有在確定工藝設(shè)計方案以后，編程才有依據(jù)；否則，往往會成倍增加工作量，有時甚至出現(xiàn)加工事故?？梢哉f，數(shù)控加工工藝分析決定了數(shù)控加工程序的質(zhì)量。因此，編程人員在編程之前，一定要先把工藝設(shè)計做好。概括起來，數(shù)控加工工藝主要包括如下內(nèi)容。l 選擇適合在數(shù)控機床上加工的零件，并確定零件的數(shù)控加工內(nèi)容。l 分析零件圖樣，明確加工內(nèi)容及技術(shù)要求。l 確定零件的加工方案，制定數(shù)控的加工工藝路線，如工序劃分及加工順序的安排等。l 數(shù)控加工工序的設(shè)計，如零件定位基準的選取、夾具方案的確定、工步的劃分、刀具的選取及切削用量的確定等。l 數(shù)控加工程序的調(diào)整，對刀點和換刀點的選取，確定刀具補償，確定刀具軌跡。l 分配數(shù)控加工中的容差。l 處理數(shù)控機床上的部分工